O que é temperatura de cor? Esta é a fonte de luz, que é a radiação de um corpo negro ideal. Ele exala certos tons, o que é comparável a uma fonte de luz. A temperatura de cor é uma característica do feixe visível que tem aplicações importantes em iluminação, fotografia, videografia, publicação, manufatura, astrofísica, horticultura e muito mais.
Na prática, o termo só faz sentido para fontes de luz que realmente correspondem à radiação de algum tipo de corpo negro. Ou seja, um feixe que varia do vermelho ao laranja, do amarelo ao branco e do branco azulado. Não faz sentido falar, por exemplo, de luz verde ou violeta. Ao responder à pergunta sobre o que é temperatura de cor, deve-se primeiro dizer que geralmente é expressa em Kelvin usando o símbolo K, uma unidade de radiação absoluta.
Tipos de luz
CG acima de 5000K é chamado de "cores frias" (tons de azul) e inferior, 2700-3000K - "quente" (amarelo). A segunda opção neste contexto é análoga à temperatura de cor emitida pela luminária. Seu pico espectral está mais próximo do infravermelho, e a maioria das fontes naturais emite radiação significativa. O fato de que a iluminação "quente" nesse sentido realmente tem um CG "mais frio" é muitas vezes confuso. Este é um aspecto importante do que é a temperatura da cor.
CT da radiação eletromagnética emitida por um corpo negro ideal é definido como o t de sua superfície em kelvins ou alternativamente em mireds. Isso permite que você defina o padrão pelo qual as fontes de luz são comparadas.
Como uma superfície quente emite radiação térmica, mas não é um corpo negro perfeito, a temperatura de cor da luz não representa o t real da superfície.
Iluminação
Qual é a temperatura de cor, ficou claro. Mas para que serve?
Para iluminação interior de edifícios, muitas vezes é importante levar em conta o CG da radiância. Um tom mais quente, como a temperatura de cor das luzes LED, é frequentemente usado em locais públicos para promover relaxamento, enquanto um tom mais frio é usado para aumentar a concentração, como em escolas e escritórios.
Aquacultura
Na piscicultura, a temperatura de cor tem diferentes funções e se concentra em todas as indústrias.
Em aquários de água doce, DH geralmente só é importante para obter maisimagem atraente. A luz geralmente é projetada para criar um belo espectro, às vezes com um foco secundário em manter as plantas vivas.
Em um aquário de água salgada/recife, a temperatura da cor é parte integrante da saúde. Entre 400 e 3.000 nanômetros, a luz de comprimento de onda mais curto pode penetrar mais profundamente na água do que a luz de comprimento de onda longo, fornecendo as fontes de energia necessárias para as algas encontradas nos corais. Isso equivale a um aumento na temperatura da cor com a profundidade do líquido nessa faixa espectral. Como os corais tendem a viver em águas rasas e recebem luz solar direta intensa nos trópicos, o foco foi simular essa situação sob luz de 6500 K.
A temperatura de cor das luzes LED é usada para evitar que o aquário floresça à noite, enquanto melhora a fotossíntese.
Fotografia digital
Nesta área, o termo às vezes é usado de forma intercambiável com balanço de branco, permitindo que os valores de tonalidade sejam reatribuídos para simular mudanças na temperatura de cor ambiente. A maioria das câmeras digitais e softwares de imagem oferecem a capacidade de simular valores ambientais específicos (como ensolarado, nublado, tungstênio, etc.).
Ao mesmo tempo, outras áreas só possuem valores de balanço de branco em Kelvin. Essas opções alteram o tom, a temperatura da cor é determinada não apenas ao longo do eixo azul-amarelo, mas alguns programas incluem controles adicionais (às vezes rotuladoscomo "matiz") que adicionam um eixo verde-púrpura, eles estão um pouco sujeitos à interpretação artística.
Película fotográfica, temperatura de cor clara
O filme fotográfico não responde aos raios da mesma forma que a retina humana ou a percepção visual. Um objeto que parece branco para um observador pode parecer muito azul ou laranja em uma fotografia. O equilíbrio de cores pode precisar ser corrigido durante a impressão para obter um WB neutro. O grau dessa correção é limitado porque o filme colorido geralmente possui três camadas sensíveis a diferentes tonalidades. E quando usado sob a fonte de luz "errada", cada espessura pode não responder proporcionalmente, produzindo tons estranhos nas sombras, mesmo que os tons médios pareçam ser o equilíbrio certo de branco, temperatura de cor sob a lupa. Fontes de luz com espectros descontínuos, como tubos fluorescentes, também não podem ser totalmente corrigidas na impressão, pois uma das camadas pode mal ter gravado a imagem.
TV, vídeo
Na TV NTSC e PAL, os regulamentos exigem que as telas tenham temperatura de cor de 6500 K. Em muitas TVs de consumo, há um desvio muito perceptível desse requisito. No entanto, em exemplos de alta qualidade, as temperaturas de cor podem ser ajustadas em até 6.500 K por meio de uma configuração pré-programada ou calibração personalizada.
A maioria das câmeras de vídeo e digitais podem ajustar a temperatura da cor,ampliar um assunto branco ou neutro e defini-lo como "WB" manual (informando à câmera que o assunto está limpo). A câmera então ajusta todos os outros matizes de acordo. O balanço de branco é essencial, especialmente em uma sala com iluminação fluorescente, a temperatura de cor das luzes LED e ao mover a câmera de uma iluminação para outra. A maioria das câmeras também possui um recurso de balanço de branco automático que tenta detectar a cor da luz e corrigi-la de acordo. Embora essas configurações antes não fossem confiáveis, elas foram bastante aprimoradas nas câmeras digitais atuais e fornecem balanço de branco preciso em uma ampla variedade de condições de iluminação.
Aplicações artísticas através do controle de temperatura de cor
Os cineastas não fazem "balanço de branco" da mesma forma que os operadores de câmeras de vídeo. Eles usam técnicas como filtros, seleção de filmes, gradação de cores pré-flash e pós-captura, tanto em exposição em laboratório quanto digitalmente. Os diretores de fotografia também trabalham em estreita colaboração com cenógrafos e equipes de iluminação para obter os efeitos de cor desejados.
Para artistas, a maioria dos pigmentos e papéis tem uma tonalidade fria ou quente, pois o olho humano pode detectar até mesmo uma pequena quantidade de saturação. Cinza misturado com amarelo, laranja ou vermelho é um "cinza quente". Verde, azul ou roxo criam "tons frios". Vale a pena notar que essa sensação de graus é o oposto da sensação de temperatura real. O azul é descrito como"mais frio", embora corresponda a um corpo negro de alta temperatura.
Os designers de iluminação às vezes escolhem filtros CG, geralmente para combinar com a luz que é teoricamente branca. Como a temperatura de cor das lâmpadas LED é muito maior que a de tungstênio, o uso dessas duas lâmpadas pode resultar em um contraste gritante. Portanto, às vezes são instaladas lâmpadas HID, que geralmente emitem 6000-7000 K.
Lâmpadas com funções de mixagem de tons também são capazes de gerar luz tipo tungstênio. A temperatura da cor também pode ser um fator importante na escolha das lâmpadas, pois cada uma provavelmente terá uma temperatura de cor diferente.
Fórmulas
O estado qualitativo da luz é entendido como o conceito de temperatura da luz. A temperatura da cor muda quando a quantidade de radiação em algumas partes do espectro muda.
A ideia de usar emissores Planck como critério para julgar outras fontes de luz não é nova. Em 1923, escrevendo sobre "a classificação da temperatura de cor em relação à qualidade", Priest descreveu essencialmente o CCT como é entendido hoje, a ponto de usar o termo "cor aparente t".
Vários eventos importantes aconteceram em 1931. Em ordem cronológica:
- Raymond Davis publicou um artigo sobre "temperatura de cor correlacionada". Referindo-se ao locus de Planck no diagrama rg, ele definiu o CCT como a média de "t componentes primários" usando coordenadas trilineares.
- CIE anunciou o espaço de cores XYZ.
- Dean B. Juddpublicou um artigo sobre a natureza das "diferenças menos perceptíveis" em relação aos estímulos cromáticos. Empiricamente, ele determinou que a diferença de sensação, que ele chamou de ΔE para "passo discriminado entre cores… Empfindung", era proporcional à distância dos tons no gráfico.
Referindo-se a ela, Judd sugeriu que
K ∆ E=| de 1 - de 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Um passo importante na ciência
Esses desenvolvimentos abriram caminho para a criação de novos espaços de cromaticidade mais adequados para avaliar CGs correlacionados e suas diferenças. E também a fórmula aproximou a ciência de responder à questão de qual temperatura de cor é usada pela natureza. Combinando os conceitos de diferença e CG, Priest fez a observação de que o olho é sensível a diferenças constantes de temperatura "inversa". Uma diferença de um grau micro-recíproco (mcrd) é bastante representativa de uma diferença perceptível duvidosa sob as condições de observação mais favoráveis.
Priest sugeriu usar "a escala de temperatura como uma escala para ordenar a cromaticidade de várias fontes de luz em ordem sequencial". Nos anos seguintes, Judd publicou mais três artigos importantes.
Primeiro confirmou as descobertas de Priest, Davis e Judd, com o trabalho de sensibilidade à variação de temperatura de cor.
O segundo propôs um novo espaço de matiz, guiado por um princípio que se tornou o santo graal: uniformidade de percepção (a distância de cromaticidade deve ser proporcional à diferença de percepção). Através de uma transformação projetiva, Judd encontroumais "espaço homogêneo" (UCS) para encontrar CCT.
Ele usa uma matriz de transformação para alterar o valor X, Y, Z do sinal tricolor para R, G, B.
O terceiro artigo descreveu a localização das cromaticidades isotérmicas no diagrama CIE. Como os pontos isotérmicos formavam normais no UCS, a conversão de volta para o plano xy mostrou que eles ainda eram linhas, mas não mais perpendiculares ao lugar geométrico.
Cálculo
A ideia de Judd de determinar o ponto mais próximo do locus de Planck em um espaço de cromaticidade homogênea ainda é relevante hoje. Em 1937, McAdam propôs um "diagrama de uniformidade de escala de matiz modificado" baseado em algumas considerações geométricas simplificadoras.
Este espaço de cromaticidade ainda é usado para cálculo de CCT.
Método Robertson
Antes do advento dos poderosos computadores pessoais, era costume estimar a temperatura de cor correlacionada por interpolação de tabelas e gráficos de pesquisa. O método mais conhecido é o desenvolvido por Robertson, que aproveitou o intervalo relativamente uniforme da escala Mired para calcular o CCT usando a interpolação linear dos valores da isotérmica mired.
Como é determinada a distância do ponto de controle até a i-ésima isoterma? Isso pode ser visto na fórmula abaixo.
Distribuição de energia espectral
Imifontes de luz podem ser caracterizadas. As curvas SPD relativas fornecidas por muitos fabricantes podem ter sido obtidas em etapas de 10 nm ou mais em seu espectrorradiômetro. O resultado é uma distribuição de energia muito mais suave do que uma lâmpada convencional. Por causa dessa separação, incrementos mais finos são recomendados para medições de luzes fluorescentes, e isso requer equipamentos caros.
Sol
A temperatura efetiva, determinada pela potência radiante total por unidade quadrada, é de cerca de 5780 K. O CG da luz solar acima da atmosfera representa cerca de 5900 K.
Quando o sol cruza o céu, pode ser vermelho, laranja, amarelo ou branco, dependendo de sua posição. A mudança na cor de uma estrela durante o dia é principalmente o resultado da dispersão e não se deve a mudanças na radiação do corpo negro. A cor azul do céu é causada pela dispersão da luz solar na atmosfera, que tende a dispersar mais os tons azuis do que os vermelhos.
